WO2017155183A1 - 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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WO2017155183A1
WO2017155183A1 PCT/KR2016/013666 KR2016013666W WO2017155183A1 WO 2017155183 A1 WO2017155183 A1 WO 2017155183A1 KR 2016013666 W KR2016013666 W KR 2016013666W WO 2017155183 A1 WO2017155183 A1 WO 2017155183A1
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crude oil
water
oil tank
mixed
tank
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PCT/KR2016/013666
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손성근
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서해석유
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks

Definitions

  • the present invention relates to a crude oil tank water cleaning method and a system thereof, and to a crude oil tank water cleaning method and system for removing sludge accumulated in a crude oil tank storing crude oil using water.
  • the oil pulled from the basement is temporarily stored in crude oil tanks before being loaded into tankers and before being put into refinery for refining. If the inflow and outflow of crude oil is repeated in the crude oil tank, sludge builds up on the bottom of the crude oil tank and is fixed. As the amount of sludge accumulated and solidified increases, the storage capacity of the crude oil tank is reduced, and at some point, the sludge should be removed from the crude oil tank.
  • the present invention relates to a crude oil tank water cleaning method and a system capable of washing a crude oil tank using water.
  • the present invention relates to a crude oil tank water cleaning method and a system capable of preventing environmental pollution by treating the harmful gas generated in the crude oil tank cleaning process.
  • the present invention relates to a crude oil tank water cleaning method and system that can efficiently remove sludge by sequentially increasing the temperature of the water to be input into the crude oil tank.
  • the present invention includes a washing water input process for introducing a high temperature washing water into the crude oil tank; A gas discharge process for discharging the gas generated in the crude oil tank to the outside; A high pressure water discharging step of discharging high temperature and high pressure water to the crude oil tank such that the crude oil in the crude oil tank is mixed with the washing water; A crude oil discharge process of discharging crude oil floating on the mixed water mixed with the crude oil to the outside; Increasing the predetermined temperature of the washing water using the mixed water from which the floating crude oil is discharged and then inputting the crude oil into the crude oil tank;
  • the present invention relates to a crude oil tank cleaning method including a step of introducing rotational speed into the crude oil tank according to whether the concentration of crude oil included in the washing water using the mixed water is less than or equal to a predetermined level.
  • the gas discharge process may include separating LPG and gasoline from the discharge gas through a liquefaction process; Contacting the gas from which the LPG and the gasoline are separated into water; Hydrogen generated after contact with water may be released to the atmosphere, and oxygen and nitrogen may be used to produce nitrogen for input into the crude oil tank.
  • the process of adding to the crude oil tank repeats the process of increasing the washing water using the mixed water discharged from the floating crude oil by a predetermined temperature and then adding the crude oil into the crude oil tank in one cycle, the temperature of the water every one cycle is repeated May be increased by a predetermined temperature, and may be repeated until the temperature of the water reaches a predetermined temperature.
  • the present invention is a high-temperature washing water is injected into the crude oil tank, the pump for discharging the high-temperature and high pressure water to the crude oil tank so that the crude oil in the crude oil tank is mixed with the washing water; Crude oil discharge means for discharging the crude oil floating on the mixed water mixed with the crude oil to the outside; An explosion-proof fan for discharging the gas generated in the crude oil tank to the outside; A boiler for raising a predetermined temperature of the washing water using the mixed water from which the floating crude oil is discharged; It relates to a crude oil tank water cleaning system including a rotational speed input means for introducing the rotational speed into the crude oil tank depending on whether or not the concentration of the crude oil contained in the washing water using the mixed water is less than a predetermined.
  • a nitrogen generator for generating nitrogen A cooling tower separating LPG and gasoline from the exhaust gas through a liquefaction process; In the gas separated from the LPG and the gasoline using water, hydrogen may be discharged to the atmosphere, oxygen and nitrogen may be delivered to the nitrogen generator, and sulfur dioxide and hydrogen sulfide may further include a gas tank that prevents emissions to the atmosphere.
  • the process of increasing the washing water using the mixed water discharged from the rising crude oil by a predetermined temperature is repeated in one cycle, and the boiler raises the temperature of the water by a predetermined temperature every one cycle. This may be repeated until the temperature of the water reaches a predetermined temperature.
  • the present invention can reduce the generation of gas in the crude oil tank cleaning process because the crude oil tank is cleaned using only water, without using thermal oil or chemical cleaning materials.
  • FIG. 1 is a block diagram of a crude oil tank water cleaning system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a view for explaining the treatment of the gas generated in the crude oil tank cleaning process according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a view for explaining the circulation supply of water for the crude oil tank cleaning according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining the cleaning of the crude oil tank using the rotation speed according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a flow chart for explaining a crude oil tank cleaning method according to an embodiment of the present invention.
  • water used in the cleaning process is divided into washing water, high pressure water, mixed water, and rotational speed, which is divided to explain in more detail the aspects of use or function of water used in the cleaning operation. It is.
  • FIG. 1 is a block diagram of a crude oil tank 10 water cleaning system according to an embodiment of the present invention.
  • the crude oil tank 10 water cleaning system of the present invention includes a crude oil tank 10, a cooling tower 120, a gas tank 130, an oil tank 140, a nitrogen (N 2) generator 150, It includes a wash water storage tank 110 and the boiler 100, it may further include a pump (not shown).
  • Crude oil tank 10 is to store the crude oil (crude oil), the sludge is fixed to the crude oil, sand, sand, etc. are accumulated in the crude oil tank (10).
  • the crude oil tank 10 includes a plurality of manholes 160 and 170 along the circumference, and each of the manholes 160 and 170 is a passage through which a hose, a pipe, or the like is mounted in the crude oil tank 10.
  • each of the manholes 160 and 170 may be divided into a plurality of parts, and FIG. 1 shows an example of five parts. However, the number and use of each part may be changed as necessary.
  • 1 may include an oil skimmer 193 (not shown), a gas discharge 180, a nitrogen input 183, a washing water input and discharge 186, and a jet spray.
  • An example used for a jet spray nozzle (not shown) and side scuttle 196 (not shown) is shown.
  • each of the manholes 160 and 170 may have a different purpose.
  • inert gas injection such as nitrogen, washing water input, high pressure water discharge, etc. use the first manhole 160, and the second manhole 170 for discharging sludge caused by gas discharge, washing water discharge, and specific gravity difference. Can be used.
  • the third manhole (not shown) may operate in the same manner as the first manhole 160, and the second manhole 170 may be discharged to the outside from the crude oil tank 10.
  • the rotational speed is supplied from the upper portion of the crude oil tank 10 to the lower portion without passing through the manholes 160 and 170.
  • the rotation speed input unit 165 may be provided.
  • the cooling tower 120 separates the gas generated during the cleaning operation from the oil tank 140 into oil such as LPG, gasoline, and other gases through a liquefaction process.
  • oil such as LPG, gasoline, and other gases
  • the separated oil is stored in the oil tank 140, and the gas is delivered to the gas tank 130.
  • the gas tank 130 has a water tank (not shown) filled with water, and the gas separated from the oil is supplied to the water. At this time, the harmful gas causing the environmental pollution by chemical reaction with water or a chemical material is Emissions to the atmosphere can be prevented.
  • the nitrogen generator 150 generates nitrogen, and nitrogen is injected into the crude oil tank 10 to prevent a fire explosion accident.
  • nitrogen is injected into the crude oil tank 10 to prevent a fire explosion accident.
  • There is a high flammable gas generated in the crude oil tank 10 there is a possibility that an explosion may occur due to the spark that can be generated during the cleaning process, to inject nitrogen into the crude oil tank 10 in order to prevent this To prevent.
  • other gases corresponding to inert gases may be used.
  • Washing water storage tank 110 stores the water required to clean the crude oil tank (10), and stores the water discharged from the crude oil tank (10) and supplies to the boiler 100 for cleaning the crude oil tank (10) To be reused.
  • the washing operation may be performed using the water stored in the washing water storage tank 110 as it is, or after the oil water separation process of separating the crude oil component from the stored water, the washing operation may be performed using water.
  • a configuration may be further provided.
  • the boiler 100 is to increase the temperature of the water supplied to the crude oil tank 10, and high temperature water is required to perform the crude oil tank 10 cleaning method of the present invention.
  • the high temperature corresponds to a temperature of water required to remove the sludge in the crude oil tank 10 and a temperature at which sludge such as solidified crude oil can be melted, and preferably 30 to 80 ° C.
  • a pump (not shown) is used to inject or discharge water such as washing water into the crude oil tank 10, and a water feed pump, a drainage pump, a high pressure pump, and the like may be used.
  • FIG. 2 is a view for explaining the treatment of the gas generated in the crude oil tank 10 cleaning process according to an embodiment of the present invention.
  • crude oil contains hydrogen (H2), nitrogen (N2), oxygen (O2), sulfur dioxide (SO2), hydrogen sulfide (H2S), etc.
  • H2S hydrogen sulfide
  • the present invention may further proceed with the gas treatment process to prevent environmental pollution.
  • a flame proof ventirator (not shown) may be used in the crude oil tank 10.
  • the gas is sucked and transferred to the cooling tower 120 through the second manhole 170.
  • the cooling tower 120 separates the collected gas into oil such as LPG and gasoline and other gases through a liquefaction process, and transfers the oil to an oil tank (not shown), and gas such as nitrogen, oxygen, hydrogen, sulfur dioxide, and hydrogen sulfide. Is compressed in the air compressor 230 and then delivered to the gas tank (130).
  • sulfur dioxide and hydrogen sulfide may remain in water in a tank (not shown) through a chemical reaction with water to prevent discharge into the atmosphere, and oxygen, hydrogen, and nitrogen may be discharged out of the water. Thereafter, hydrogen is discharged to the atmosphere, and nitrogen and oxygen are used to send nitrogen to the nitrogen generator 150 to generate nitrogen, and the nitrogen generated in the nitrogen generator 150 is the first manhole 160, the third and the fourth.
  • the manholes 200 and 210 may be introduced into the crude oil tank 10. In this case, the third and fourth manholes 200 and 210 correspond to manholes operated together with the first manhole 160.
  • FIG 3 is a view for explaining the circulation supply of water for cleaning the crude oil tank 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the high temperature washing water is introduced through the first manhole 160, the third and fourth manholes (200, 210), wherein the amount of washing water is sludge It is preferable to add about 1 to 3 times of.
  • the washing water is added, the crude oil in the sludge is dissolved in water and mixed with the washing water, and the mixed oil becomes lower than the water in the mixed water.
  • the high-temperature water and high-pressure water may be discharged into the crude oil tank 10 so that the crude oil is quickly dissolved in the washing water and smoothly mixed with the washing water.
  • the crude oil floating on the mixed water is discharged from the crude oil tank 10 through the second manhole 170 using an oil skimmer (not shown), and the discharged crude oil is stored in the oil tank 140.
  • an oil skimmer not shown
  • other apparatus for discharging crude oil floating on the upper portion of the mixed water may be used.
  • the present invention sequentially increases the temperature of the water supplied to the crude oil tank 10 at predetermined temperature intervals and then inputs the same. For example, initially, the washing water is introduced into the crude oil tank 10 at a temperature of 30 ° C. through the first manhole 160, the third and fourth manholes 200 and 210, and the crude oil floating on the upper portion of the mixed water is removed. 2 is discharged to the outside through the manhole 170, the crude water is discharged is delivered to the wash water storage tank 110 through the second manhole (170).
  • the mixed water from which the crude oil is removed is not the same as the initially introduced washing water, but since the crude oil is substantially removed, the mixed water may be recycled into the washing water for the next washing process, and the following description will be made to specifically explain the washing process of the present invention.
  • the mixed water from which one crude oil is removed is expressed in the same manner as the wash water.
  • the washing water storage tank 110 delivers the supplied washing water to the boiler 100, and the boiler 100 raises the temperature of the washing water by 10 ° C., and then washes the washing water at 40 ° C. in the first manhole 160, third and fourth. Through the manholes (200, 210) to the crude oil tank (10). When the wash water is added, the crude oil in the sludge is mixed with the wash water, and the crude oil floats on the mixed water. The floated crude oil is discharged to the outside as described above and stored in the oil tank 140, the wash water from which the crude oil is removed is transferred to the wash water storage tank 110, the wash water storage tank 110 is a boiler 100 ), And the boiler 100 raises the temperature of the washing water again by 10 ° C.
  • the washing water of 50 ° C. into the crude oil tank 10.
  • the paraffin contained in the crude oil melts between 47 and 65 ° C
  • the crude oil floating on the upper portion of the mixed water contains paraffins, and the floating paraffins are described above. Can be discharged to the outside.
  • the process of rinsing the crude oil tank 10 by circulating the washing water may be repeated until the temperature of the washing water finally added to the crude oil tank 10 reaches a predetermined temperature such as 80 ° C.
  • the washing water supplied to the crude oil tank 10 at the same temperature is determined in advance the amount of washing water supplied to the crude oil tank 10, the predetermined supply time of the washing water or the water level of the water supplied to the crude oil tank 10 Can be determined in advance.
  • the high pressure water uses water at the same temperature as the washing water introduced.
  • FIG. 4 is a view for explaining the cleaning of the crude oil tank 10 by using the rotation speed according to an embodiment of the present invention.
  • the wash water delivered to the wash water storage tank 110 although the crude oil is removed, because some of the crude oil is difficult to completely remove the crude oil from the mixed water remains.
  • concentration of the crude oil in the washing water supplied to the washing water storage tank 110 it is possible to know the progress of the crude oil tank 10 cleaning operation. Therefore, when the concentration of crude oil in the wash water stored in the washing water storage tank 110 is less than a predetermined reference value it can be seen that the crude oil is mostly removed from the sludge in the crude oil tank (10).
  • the sludge in the crude oil tank 10 includes not only crude oil, but also sand, dust, etc.
  • rotation speed is input in order to remove such residual sludge.
  • the rotational speed is added at the same temperature as the finally added washing water, it is possible to use a jet spray nozzle.
  • a rotary member (not shown) may be used to discharge a large amount of rotational speed to the floor while rotating the rotational pressure with a strong hydraulic pressure. By discharging the rotational speed, sludge adhered to the inside of the crude oil tank 10 can be removed, and the mixed water can be collected at the edge of the lower portion of the crude oil tank 10 to be easily discharged to the outside, and the discharged mixed water is washed water.
  • the storage tank 110 is transferred to and stored.
  • the washing water stored in the washing water storage tank 110 is added to another crude oil tank 20.
  • the cleaning operation can proceed.
  • the rotational speed and the remaining mixed water introduced into the crude oil tank 10 being cleaned may not be sent to the washing water storage tank 110 and may be immediately transferred to the crude oil tank 20 which needs cleaning.
  • the finishing work is performed.
  • the finishing work is carried out by the worker entering the inside of the oil tank 10 to remove the residues that cannot be removed and cannot be discharged. It is the process of finishing the cleaning work by removing the remaining mixed water.
  • the finishing operation since the inside of the crude oil tank 10 is cleaned by water in the previous process, almost no crude oil remains, and the gas is discharged and processed, an operator may work without wearing a mask.
  • the finishing operation can be selectively performed.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of washing the crude oil tank 10 according to an embodiment of the present invention.
  • an inert gas is injected into the crude oil tank 10 before the crude oil tank 10 cleaning to prevent a fire explosion accident (500). Thereafter, the hot washing water is introduced into the crude oil tank (510), the generated gas is discharged to the outside (520), and the high pressure water is discharged so that the crude oil is mixed well with the washed water (530). At this time, the gas discharge may proceed after the high-pressure water discharge, it can be selectively applied by measuring the gas generation degree in the crude oil tank (10).
  • the washing water storage tank 110 When crude oil is mixed with the washing water by discharging the high pressure water, the crude oil floating on the mixed water is discharged to the outside of the crude oil tank 540, and the washed water from which the crude oil is removed is also discharged to be stored in the washing water storage tank 110 ( 550).
  • the washing water stored in the washing water storage tank 110 is sequentially added to the crude oil tank 10 after the temperature is sequentially raised through the boiler 100 at predetermined temperature intervals.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

본 발명은 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 원유탱크에 고온의 세척수를 투입하는 세척수 투입과정와; 원유탱크에서 발생하는 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출 과정과; 원유탱크 내의 원유가 세척수에 혼합되도록 원유탱크에 고온 및 고압의 고압수를 토출하는 고압수 토출과정과; 원유가 혼합된 혼합수 상부에 부상한 원유를 외부로 배출시키는 원유 배출 과정과; 부상한 원유가 배출된 혼합수를 이용하는 세척수를 소정 온도 상승시킨 후 원유탱크에 투입하는 과정과; 혼합수를 이용하는 세척수에 포함된 원유의 농도가 소정 이하인지 여부에 따라 원유탱크 내에 회전수를 투입하는 과정을 포함하는 원유탱크 물 세정 방법에 관한 것이다.

Description

원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템
본 발명은 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 원유를 저장하는 원유탱크에 쌓여 고착화된 슬러지를 물을 이용하여 제거하는 원유탱크 물 세정방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
지하에서 끌어올린 원유는 유조선에 실리기 전과 정제를 위해 정제시설로 투입되기 전에 원유탱크에 임시로 저장된다. 원유탱크에 원유의 유입과 유출이 반복되면 원유탱크의 바닥에는 슬러지가 쌓이면서 고착화된다. 고착화되어 쌓이는 슬러지의 양이 증가하면 원유탱크의 저장 용량이 줄어들게 되어 어느 시점에서는 원유탱크에서 슬러지를 제거하는 작업을 해야 한다.
원유탱크 세정 장치에 관한 종래기술로는 등록특허 제10-1224010호 "원유저장탱크 자동 세척장치", 등록특허 제10-0475172호 "원유탱크 내의 슬러지 제거 및 오일유분의 회수방법" 등이 있는데, 종래기술에서는 오일성분의 슬러지를 용융시키기 위해 오일성분의 열매체유를 이용하였다. 그러나, 열매체유를 이용하여 원유탱크를 세정하면, 슬러지의 용융에 많은 시간이 소요되며, 원유탱크 안에 유해한 가스가 많이 발생하고, 이러한 가스가 대기 중에 배출되면 환경오염이 발생한다.
또한, 슬러지가 모두 제거되기 어려워 원유탱크 안에 상당한 양의 슬러지가 남게되어 작업자가 원유탱크 내부로 들어가 수작업으로 제거를 해야 하는데, 원유탱크 내부에 유해 가스가 채워져 있기 때문에 안전사고의 발생 가능성이 높다.
본 발명은 물을 이용하여 원유탱크를 세정할 수 있는 원유 탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 원유탱크 세정 과정에서 발생하는 유해 가스를 처리하여 환경오염을 방지할 수 있는 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 원유탱크에 투입되는 물의 온도를 순차적으로 높여 슬러지를 효율적으로 제거할 수 있는 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 원유탱크에 고온의 세척수를 투입하는 세척수 투입과정와; 상기 원유탱크에서 발생하는 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출 과정과; 상기 원유탱크 내의 원유가 상기 세척수에 혼합되도록 상기 원유탱크에 고온 및 고압의 고압수를 토출하는 고압수 토출과정과; 상기 원유가 혼합된 혼합수 상부에 부상한 원유를 외부로 배출시키는 원유 배출 과정과; 상기 부상한 원유가 배출된 혼합수를 이용하는 세척수를 소정 온도 상승시킨 후 상기 원유탱크에 투입하는 과정과; 상기 혼합수를 이용하는 세척수에 포함된 원유의 농도가 소정 이하인지 여부에 따라 상기 원유탱크 내에 회전수를 투입하는 과정을 포함하는 원유탱크 물 세정 방법에 관한 것이다.
여기서, 가스 배출 과정은 액화 과정을 통해 상기 배출 가스에서 LPG 및 가솔린을 분리하는 과정과; 상기 LPG 및 가솔린이 분리된 가스를 물에 접촉시키는 과정과; 물에 접촉한 뒤에 발생하는 수소는 대기중에 배출하고, 산소와 질소는 상기 원유탱크에 투입하기 위한 질소를 생산하기 위해 이용하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 원유탱크에 투입하는 과정은 상기 부상한 원유가 배출된 혼합수를 이용하는 세척수를 소정 온도 상승시킨 후 상기 원유탱크에 투입하는 과정을 하나의 주기로 반복하며, 한 주기가 반복될 때마다 상기 물의 온도는 소정 온도씩 상승하며, 물의 온도가 미리 결정된 온도가 될 때까지 반복할 수 있다.
한편, 본 발명은 원유탱크에 고온의 세척수를 투입하며, 상기 원유탱크 내에 있는 원유가 상기 세척수에 혼합되도록 고온 및 고압의 고압수를 상기 원유탱크에 토출시키는 펌프와; 상기 원유가 혼합된 혼합수 상부에 부상한 원유를 외부로 배출시키는 원유 배출 수단과; 상기 원유탱크 내부에서 발생하는 가스를 외부로 배출시키는 방폭통풍기와; 상기 부상한 원유가 배출된 혼합수를 이용하는 세척수를 소정 온도 상승시키는 보일러와; 상기 혼합수를 이용하는 세척수에 포함된 원유의 농도가 소정 이하인지 여부에 따라 상기 원유탱크 내에 회전수를 투입하기 위한 회전수 투입 수단을 포함하는 원유탱크 물 세정 시스템에 관한 것이다.
여기서, 질소를 발생시키는 질소발생기와; 액화 과정을 통해 상기 배출 가스에서 LPG 및 가솔린을 분리하는 냉각탑과; 물을 이용하여 상기 LPG 및 가솔린이 분리된 가스에서 수소는 대기중에 배출하고, 산소와 질소는 상기 질소발생기에 전달하며, 이산화황과 황화수소는 대기 중의 배출을 방지하는 가스탱크를 더 포함할 수 있다.
또한, 부상한 원유가 배출된 혼합수를 이용하는 세척수를 소정 온도 상승시킨 후 상기 원유탱크에 투입하는 과정을 하나의 주기로 반복하며, 보일러는 한 주기가 반복될 때마다 상기 물의 온도를 소정 온도씩 상승시키며, 물의 온도가 미리 결정된 온도가 될 때까지 반복할 수 있다.
본 발명은 열매체유나 화학용 세정물질을 이용하지 않고, 물만 이용하여 원유탱크를 세정하기 때문에 원유탱크 세정 과정에서 가스 발생을 줄일 수 있다.
또한, 원유탱크 세정 과정에서 발생하는 가스를 처리하여 환경오염의 원인이 되는 유해 가스의 대기 중 배출을 막아 환경오염을 방지할 수 있으며, 가스의 재활용이 가능하여 효율적이다.
또한, 원유탱크에 투입되는 세척수 등 물의 온도를 순차적으로 높인 상태로 공급할 수 있어 원유탱크 세정과정에서 발생하는 가스의 양을 조절할 수 있으며, 비중 차이의 의해 물에 부상한 원유를 제거하므로 원유가 제거된 물을 재활용할 수 있어 효율적이다.
또한, 원유탱크 세정 과정에서 발생되는 폐유, 폐수 및 폐기물을 재활용하고, 재활용하기 어려운 고상 소각물만 소각 처리하면 되므로 재활용성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 원유탱크 물 세정 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 원유탱크 세정 과정에서 발생하는 가스를 처리하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 원유탱크 세정을 위해 물을 순환 공급하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전수를 이용하여 원유탱크를 세정하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 원유탱크 물 세정 방법을 설명하기 위한 순서도.
이하, 본 발명의 실시예를 도면과 함께 상세히 설명한다. 본 발명은 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명을 설명함에 있어, 세정 과정에서 이용되는 물(water)을 세척수, 고압수, 혼합수 및 회전수로 구분하였는데, 이는 세정 작업에 사용되는 물의 사용 태양이나 작용을 보다 구체적으로 설명하기 위해 구분한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 원유탱크(10) 물 세정 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 원유탱크(10) 물 세정 시스템은 원유탱크(10), 냉각탑(120), 가스탱크(130), 오일탱크(140), 질소(N₂) 발생기(150), 세척수 저장탱크(110) 및 보일러(100)을 포함하며, 펌프(미도시)를 더 포함할 수 있다.
원유탱크(10)은 원유(crude oil)를 저장하는 것으로, 원유탱크(10) 하부에는 원유, 모래, 뻘 등이 고착화된 슬러지가 쌓이게 된다. 또한, 원유탱크(10)은 둘레를 따라 복수의 맨홀(160, 170)을 구비하며, 각 맨홀(160, 170)은 호스, 파이프 등이 원유탱크(10) 내에 장착되는 통로가 된다. 이를 위해 각 맨홀(160, 170) 내부는 복수의 파트로 구분될 수 있으며, 도 1에서는 5개의 파트로 구분되는 예를 나타내고 있으나, 필요에 따라 각 파트의 개수 및 용도는 변경가능하다. 일 예로 도 1에 도시된 맨홀(160, 170)은 오일스키머(oil skimmer)(193)(미도시), 가스 배출(180), 질소 투입(183), 세척수 투입 및 배출(186), 젯 스프레이 노즐(jet spray nozzle)(미도시), 사이드 스커틀(side scuttle)(196)(미도시)를 위해 이용되는 예를 나타내고 있다.
또한, 본 발명에서 각 맨홀(160, 170)은 용도가 다르게 이용될 수 있다. 일 예로, 질소 등 불활성 가스 주입, 세척수 투입, 고압수 토출 등은 제1 맨홀(160)을 이용하고, 가스 배출, 세척수 배출, 비중차에 의해 부상한 슬러지 배출 등을 위해서는 제2 맨홀(170)을 이용할 수 있다. 맨홀이 3개 이상인 경우, 제3 맨홀(미도시)부터는 제1 맨홀(160)과 같이 운용하고, 원유탱크(10)에서 외부로 배출하는 것은 제2 맨홀(170)만을 이용할 수 있다.
또한, 원유탱크(10) 세정시 이용되는 세척수, 고압수는 맨홀(160, 170)을 이용하여 공급되지만, 회전수는 맨홀(160, 170)을 통하지 않고 원유탱크(10) 상부에서 하부로 공급되며, 이를 위해 회전수 투입부(165)를 구비할 수 있다.
냉각탑(120)은 오일탱크(140)에서 세정 작업 중 발생하는 가스를 액화 과정을 거쳐 LPG, 가솔린(gasoline) 등의 오일과 그 외 가스로 분리한다. 분리된 오일은 오일탱크(140)에 저장되고, 가스는 가스탱크(130)에 전달된다.
가스탱크(130)은 물이 차 있는 수조(미도시)가 있으며, 오일과 분리된 가스는 물에 공급되는데, 이때, 물 또는 케미컬 소재 등과의 화학반응에 의해 환경오염의 원인이 되는 유해 가스는 대기중으로의 배출을 방지할 수 있다.
질소발생기(150)은 질소를 발생시키며, 질소는 원유탱크(10) 내부에 주입되어 화재폭발 사고를 예방한다. 원유탱크(10) 내부는 원유에서 발생된 인화성 높은 가스가 있어 세정 과정에서 발생될 수 있는 불꽃에 의해 폭발사고가 발생할 가능성이 있으며, 이를 방지하기 위해 안전 차원에서 원유탱크(10) 안에 질소를 주입하여 예방한다. 질소 이외에 불활성 가스에 해당되는 다른 가스를 이용할 수도 있다.
세척수 저장탱크(110)은 원유탱크(10)을 세정하기 위해 필요한 물을 저장하며, 원유탱크(10)에서 배출된 물을 저장한 후 보일러(100)에 공급하여 원유탱크(10) 세정을 위해 재사용되도록 한다. 이때, 세척수 저장탱크(110)에 저장된 물을 그대로 사용하여 세정 작업을 진행하거나, 저장된 물에서 원유 성분을 분리하는 유수 분리 과정을 거친 후 물을 이용하여 세정 작업을 진행할 수 있으며, 유수 분리를 위한 구성을 추가로 구비할 수 있다.
보일러(100)은 원유탱크(10)에 공급되는 물의 온도를 높이기 위한 것으로 본 발명의 원유탱크(10) 세정 방법을 수행하기 위해서는 고온의 물이 필요하다. 이때, 고온이란 원유탱크(10) 내부에 있는 슬러지를 제거하기 위해 필요한 물의 온도로서 고체화된 원유 등 슬러지가 녹을 수 있는 온도에 해당되며, 바람직하게는 30~80℃가 해당된다.
펌프(미도시)는 세척수 등 물을 원유탱크(10) 내부로 투입하거나 배출시키기 위해 이용되며, 급수펌프, 배수펌프, 고압펌프 등이 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 원유탱크(10) 세정 과정에서 발생하는 가스를 처리하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
원유에는 오일 성분 뿐만 아니라, 수소(H₂), 질소(N₂), 산소(O₂), 이산화황(SO₂), 황화수소(H₂S) 등이 포함되어 있기 때문에 원유탱크를 세정하는 과정에서 가스가 발생하며, 이산화황, 황화수소 등을 대기로 방출하게 되면 환경오염이 발생하게 된다. 따라서, 본 발명은 환경오염을 방지하기 위해 가스 처리 과정을 추가로 진행할 수 있다.
도 2를 참조하면, 원유탱크(10) 세정과정에서 발생된 가스는 원유탱크(10) 내부에 채워지므로 방폭퉁풍기(flame proof ventirator)(미도시) 등을 이용하여 원유탱크(10) 내부의 가스를 흡입하여 제2 맨홀(170)을 통해 냉각탑(120)로 전달한다. 냉각탑(120)에서는 수집된 가스를 액화 과정을 거쳐 LPG, 가솔린 등의 오일과 그 외 가스로 분리하여 오일은 오일탱크(미도시)에 전달하고, 질소, 산소, 수소, 이산화황, 황화수소와 같은 가스는 에어컴프레셔(230)에서 압축한 후 가스탱크(130)에 전달한다. 가스탱크(130)에서 이산화황 및 황화수소는 물과의 화학반응을 통해 수조(미도시) 안의 물에 잔존하게되어 대기 중으로의 배출을 막을 수 있으며, 산소, 수소 및 질소는 물 밖으로 배출된다. 이후, 수소는 대기중으로 배출하고, 질소 및 산소는 질소발생기(150)로 보내 질소를 발생시키기 위해 이용되며, 질소발생기(150)에서 생성된 질소는 제1 맨홀(160), 제3 및 제4 맨홀(200, 210)을 통해 원유탱크(10) 내부로 투입될 수 있다. 이때, 제3 및 제4 맨홀(200, 210)은 제1 맨홀(160)과 같이 운용하는 맨홀에 해당된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 원유탱크(10) 세정을 위해 물을 순환 공급하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 원유탱크(10) 내부의 슬러지를 제거하기 위해 제1 맨홀(160), 제3 및 제4 맨홀(200, 210)을 통해 고온의 세척수를 투입하는데, 이때 세척수의 양은 슬러지의 1∼3배 정도로 투입하는 것이 바람직하다. 세척수를 투입하면 슬러지에 있는 원유가 물에 녹아 세척수와 혼합되어 혼합수가 되며 혼합수에서 원유는 물 보다 비중이 낮기 때문에 혼합수 상부로 부상하게 된다. 또한, 세척수에 원유가 빨리 녹아 세척수에 원활하게 혼합될 수 있도록 고온 및 고압의 고압수를 원유탱크(10) 내부에 토출할 수 있다. 혼합수 상부에 부상된 원유는 오일스키머(미도시)를 이용하여 제2 맨홀(170)을 통해 원유탱크(10)에서 배출하며, 배출된 원유는 오일탱크(140)에 저장하는데, 오일스키머(미도시) 이외에 혼합수 상부에 부상된 원유를 배출시키기 위한 다른 기구를 이용할 수도 있다.
한편, 고온의 물을 이용하여 원유탱크(10)을 청소하게 되면 가스가 발생하므로 발생하는 가스의 양을 조절할 필요가 있다. 이를 위해 본 발명은 원유탱크(10)에 공급되는 물의 온도를 소정 온도 간격으로 순차적으로 상승시킨 후 투입한다. 일 예로, 초기에 제1 맨홀(160), 제3 및 제4 맨홀(200, 210)을 통해 30℃의 온도로 세척수를 원유탱크(10)에 투입한 후 혼합수 상부에 부상한 원유를 제2 맨홀(170)을 통해 외부로 배출하고, 원유가 배출된 혼합수는 제2 맨홀(170)을 통해 세척수 저장탱크(110)에 전달된다. 이때, 원유가 제거된 혼합수는 초기에 투입된 세척수와 동일하지는 않지만, 원유가 상당히 제거된 상태이므로 그 다음 세정 과정을 위해 세척수로 재활용될 수 있으며, 이하에서는 본 발명의 세정 과정을 구체적으로 설명하기 위해 부상한 원유가 제거된 혼합수를 세척수와 동일하게 표현한다.
세척수 저장탱크(110)은 공급된 세척수를 보일러(100)에 전달하며, 보일러(100)은 세척수의 온도를 10℃ 상승시킨 후 40℃ 의 세척수를 제1 맨홀(160), 제3 및 제4 맨홀(200, 210)을 통해 원유탱크(10)에 투입한다. 세척수를 투입하면 슬러지에 있는 원유가 세척수에 혼합되며, 혼합수 상부에 원유가 부상하게 된다. 부상한 원유는 앞서 설명한 바와같이 외부로 배출되어 오일탱크(140)에 저장되며, 원유가 제거된 세척수는 세척수 저장탱크(110)에 전달되고, 세척수 저장탱크(110)은 공급된 세척수를 보일러(100)에 공급하고, 보일러(100)은 세척수의 온도를 다시 10℃ 상승시킨 후 50℃ 의 세척수를 원유탱크(10)에 투입한다. 이때, 원유에 포함되어 있는 파라핀(paraffin)이 47~65℃ 사이에서 녹기때문에 세척수의 온도가 50℃ 이상이 되면 혼합수 상부에 부상하는 원유는 파라핀을 포함하고 있으며, 부상한 파라핀은 앞서 설명한 방식으로 외부로 배출할 수 있다.
이와 같이 세척수를 순환하여 원유탱크(10)을 세정하는 과정은 최종적으로 원유탱크(10)에 투입되는 세척수의 온도가 80℃와 같이 소정의 온도에 도달하기까지 반복할 수 있다. 또한, 동일한 온도로 원유탱크(10)에 공급되는 세척수는 원유탱크(10)에 공급되는 세척수의 양을 미리 결정하거나, 세척수의 공급 시간을 미리 결정하거나 또는 원유탱크(10)에 공급되는 물의 수위를 미리 결정하여 운용할 수 있다. 또한, 고압수는 투입되는 세척수의 온도와 동일한 온도의 물을 이용한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 회전수를 이용하여 원유탱크(10)을 세정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 세척수 저장탱크(110)에 전달된 세척수는 원유가 제거되어 있지만, 혼합수에서 원유를 완전히 제거하기 어렵기 때문에 어느 정도의 원유는 남아 있게 된다. 이때, 세척수 저장탱크(110)에 공급된 세척수에서 원유의 농도를 측정하면 원유탱크(10) 세정 작업의 진행 정도를 알 수 있다. 따라서, 세척수 저장탱크(110)에 저장된 세척수에서 원유의 농도가 소정 기준치 보다 적으면 원유탱크(10) 내의 슬러지에서 원유가 대부분 제거된 것으로 볼 수 있다.
한편, 원유탱크(10) 내의 슬러지는 원유 뿐만 아니라, 모래, 뻘 등도 있기 때문에 이러한 잔존 슬러지를 제거하기 위해 회전수를 투입한다. 회전수는 최종적으로 투입된 세척수의 온도와 동일한 온도로 투입되며, 젯 스프레이 노즐을 이용할 수 있다. 또한, 회전수는 회전하면서 바닥으로 많은 양의 회전수를 강한 수압으로 토출하기 위해 로터리 부재(미도시)를 이용할 수 있다. 회전수를 토출하면, 원유탱크(10) 내부에 붙어 있는 슬러지를 제거할 수 있으며, 혼합수를 원유탱크(10) 하부의 가장자리로 모아서 외부로 용이하게 배출할 수 있고, 배출된 혼합수는 세척수 저장탱크(110)에 전달되어 저장된다.
회전수를 투입하여 원유탱크(10) 내부를 세정하면, 세정 중인 원유탱크(10)에서는 세척수가 더 이상 필요하지 않기 때문에 세척수 저장탱크(110)에 저장된 세척수는 다른 원유탱크(20)에 투입되어 세정 작업을 진행할 수 있다. 이때, 세정 중인 원유탱크(10)에 투입된 회전수 및 잔존 혼합수를 세척수 저장탱크(110)에 보내 저장하지 않고, 바로 세정이 필요한 원유탱크(20)에 전달할 수도 있다.
회전수 투입이 중단되어 원유탱크(10) 내부를 물로 세정하는 과정이 완료되면, 마무리 작업이 진행되는데, 마무리 작업은 작업자가 원유탱크(10) 내부로 들어가 미쳐 제거되지 못한 찌꺼기를 치우고 배출되지 못하고 남아 있는 혼합수를 제거하여 세정 작업을 마무리하는 과정이다. 마무리 작업은 그 이전 과정에서 원유탱크(10) 내부가 물에 의해 세정되어 원유가 거의 남아 있지 않고, 가스가 배출되어 처리된 상태이므로 작업자가 마스크를 착용하지 않고 작업할 수 있다. 본 발명은 인력 투입 없이 원유탱크(10)을 세정할 수 있으므로 마무리 작업은 선택적으로 진행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 원유탱크(10) 물 세정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 원유탱크(10) 세정 전에 불활성 가스를 원유탱크(10) 내부로 주입하여 화재폭발 사고를 예방한다(500). 이후, 고온의 세척수를 원유탱크에 투입하며(510), 발생하는 가스를 외부로 배출시키고(520), 고압수를 토출하여 원유가 세척수에 잘 혼합되도록 한다(530). 이때, 가스 배출은 고압수 토출 이후에 진행해도 되며, 원유탱크(10) 내부의 가스 발생 정도를 측정하여 선택적으로 적용할 수 있다.
고압수를 토출하여 세척수에 원유가 혼합되면, 혼합수 상부에 부상하는 원유를 원유탱크(10) 외부로 배출시키고(540), 원유가 제거된 세척수도 세척수 저장탱크(110)에 저장하기 위해 배출시킨다(550). 세척수 저장탱크(110)에 저장된 세척수는 보일러(100)을 거쳐 온도를 소정 온도 간격으로 순차적으로 상승시킨 후 원유탱크(10)에 투입된다. 이때, 세척수 저장탱크(110)에 저장된 세척수의 원유 농도가 소정 기준치 보다 높은 경우(560의 아니오), 세척수의 온도를 순차적으로 높여 투입하는 과정을 계속해서 진행하며, 그렇지 않은 경우(560의 예), 원유탱크(10) 내부에 회전수를 투입하여 잔존 슬러지를 제거하며(570), 원유탱크(10) 내부의 혼합수를 포함하여 세척수를 세정이 필요한 다른 원유탱크(20)에 투입하고(580), 세정 중인 원유탱크(10)에 대한 마무리 작업을 수행한다(590).
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 원유탱크 세정 방법에 있어서,
    원유탱크에 고온의 세척수를 투입하는 세척수 투입과정와;
    상기 원유탱크에서 발생하는 가스를 외부로 배출시키는 가스 배출 과정과;
    상기 원유탱크 내의 원유가 상기 세척수에 혼합되도록 상기 원유탱크에 고온 및 고압의 고압수를 토출하는 고압수 토출과정과;
    상기 원유가 혼합된 혼합수 상부에 부상한 원유를 외부로 배출시키는 원유 배출 과정과;
    상기 부상한 원유가 배출된 혼합수를 이용하는 세척수를 소정 온도 상승시킨 후 상기 원유탱크에 투입하는 과정과;
    상기 혼합수를 이용하는 세척수에 포함된 원유의 농도가 소정 이하인지 여부에 따라 상기 원유탱크 내에 회전수를 투입하는 과정을 포함하는 원유탱크 물 세정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 배출 과정은
    액화 과정을 통해 상기 배출 가스에서 LPG 및 가솔린을 분리하는 과정과;
    상기 LPG 및 가솔린이 분리된 가스를 물에 접촉시키는 과정과;
    물에 접촉한 뒤에 발생하는 수소는 대기중에 배출하고, 산소와 질소는 상기 원유탱크에 투입하기 위한 질소를 생산하기 위해 이용하는 과정을 포함하는 원유탱크 물 세정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원유탱크에 투입하는 과정은 상기 부상한 원유가 배출된 혼합수를 이용하는 세척수를 소정 온도 상승시킨 후 상기 원유탱크에 투입하는 과정을 하나의 주기로 반복하며,
    한 주기가 반복될 때마다 상기 물의 온도는 소정 온도씩 상승하며, 물의 온도가 미리 결정된 온도가 될 때까지 반복하는 원유탱크 물 세정 방법.
  4. 원유탱크 세정 시스템에 있어서,
    원유탱크에 고온의 세척수를 투입하며, 상기 원유탱크 내에 있는 원유가 상기 세척수에 혼합되도록 고온 및 고압의 고압수를 상기 원유탱크에 토출시키는 펌프와;
    상기 원유가 혼합된 혼합수 상부에 부상한 원유를 외부로 배출시키는 원유 배출 수단과;
    상기 원유탱크 내부에서 발생하는 가스를 외부로 배출시키는 방폭통풍기와;
    상기 부상한 원유가 배출된 혼합수를 이용하는 세척수를 소정 온도 상승시키는 보일러와;
    상기 혼합수를 이용하는 세척수에 포함된 원유의 농도가 소정 이하인지 여부에 따라 상기 원유탱크 내에 회전수를 투입하기 위한 회전수 투입 수단을 포함하는 원유탱크 물 세정 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    질소를 발생시키는 질소발생기와;
    액화 과정을 통해 상기 배출 가스에서 LPG 및 가솔린을 분리하는 냉각탑과;
    물을 이용하여 상기 LPG 및 가솔린이 분리된 가스에서 수소는 대기중에 배출하고, 산소와 질소는 상기 질소발생기에 전달하며, 이산화황과 황화수소는 대기 중의 배출을 방지하는 가스탱크를 더 포함하는 원유탱크 물 세정 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 부상한 원유가 배출된 혼합수를 이용하는 세척수를 소정 온도 상승시킨 후 상기 원유탱크에 투입하는 과정을 하나의 주기로 반복하며,
    상기 보일러는 한 주기가 반복될 때마다 상기 물의 온도를 소정 온도씩 상승시키며, 물의 온도가 미리 결정된 온도가 될 때까지 반복하는 원유탱크 물 세정 시스템.
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